有關(guān)環(huán)境污染與治理的空間效應(yīng)研究論文
隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，污水、霧霾等污染物急劇增加。這些污染物對(duì)環(huán)境以及人們的生活造成了很大影響。生態(tài)環(huán)境問題己成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重地影響著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。降低環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，己經(jīng)成為科學(xué)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。環(huán)境治理是解決環(huán)境污染問題的基礎(chǔ)。從我國(guó)開始環(huán)境保護(hù)工作，污染防治和治理一直是工作的重點(diǎn)，這是我國(guó)工業(yè)化道路過程中保持經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的必然選擇。目前全國(guó)環(huán)境治理投資總額呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢(shì)但仍顯不足，在此背景下有兩個(gè)現(xiàn)象引人深思:其一，國(guó)家重視環(huán)境保護(hù)，但絕大部分省份的環(huán)境質(zhì)量沒有得到改善;其二，部分地區(qū)污染治理投資水平并沒有隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)而相應(yīng)提高。
近年來一些學(xué)者對(duì)環(huán)境安全事件、環(huán)境治理等問題進(jìn)行了深入的研究。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要關(guān)注了環(huán)境污染、環(huán)境治理、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等變量之間的關(guān)系。董竹和張?jiān)苹?998~2008年的數(shù)據(jù)使用協(xié)整和脈沖響應(yīng)分析等對(duì)環(huán)境治理投資對(duì)環(huán)境質(zhì)量的沖擊路徑進(jìn)行了模擬，研究表明環(huán)境治理投資短期內(nèi)改善了未來的環(huán)境質(zhì)量，而環(huán)境質(zhì)量的變化會(huì)對(duì)環(huán)境治理投資帶來十年的較大幅度沖擊。環(huán)境污染治理投資總量不足，投資結(jié)構(gòu)不合適是影響改善環(huán)境質(zhì)量的主要原因之一。
隨著空間計(jì)量方法的發(fā)展，有學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)很多自然生態(tài)現(xiàn)象在不同的空間尺度上顯示出了空間相關(guān)性，而這種相關(guān)性又產(chǎn)生了搭便車問題。跨越區(qū)域邊界的廢氣、污水和粉塵等污染物排放導(dǎo)致了周邊地區(qū)的臭氧消耗、酸雨和霧霾。越來越多的證據(jù)表明各地區(qū)污染物排放具有較高的空間依賴性。隨著污染排放的空間依賴得到驗(yàn)證，環(huán)境質(zhì)量或績(jī)效的空間依賴特征也引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。Galdean。等使用空間面板方法研究了西班牙園藝生產(chǎn)部門環(huán)境投資與空間溢出效應(yīng)。Costantini等用帶環(huán)境賬戶的國(guó)民收入和生產(chǎn)核算矩陣研究了意大利環(huán)境績(jī)效的空間溢出效應(yīng)。Hosseini和Kaneko 研究了環(huán)境質(zhì)量通過制度相似性在國(guó)家之間的溢出效應(yīng)。以上結(jié)論均認(rèn)為環(huán)境污染或治理存在的溢出效應(yīng)(外部性)是導(dǎo)致區(qū)域治污投入不足的重要原因。
公共經(jīng)濟(jì)或環(huán)境經(jīng)濟(jì)理論對(duì)于諸如一個(gè)地區(qū)環(huán)境污染和治理的溢出效應(yīng)如何影響周邊地區(qū)環(huán)境治理行為以及溢出效應(yīng)在多大程度上影響區(qū)域的治污投入”等問題都無法給出答案。顯然回答這些問題對(duì)于各地區(qū)的霧霾、污水等的治理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。區(qū)域不是獨(dú)立存在的，不同空間單元之間存在的相互作用即包括傳導(dǎo)也包括反饋，從而各單元鄰接起來形成了一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。這就引發(fā)了一個(gè)有趣的問題，即空間單元的相互作用如何導(dǎo)致集體特性和聚集模式。標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型難以處理和回答涉及空間相關(guān)的問題。將空間因素納入?yún)^(qū)域性環(huán)境治理溢出效應(yīng)的分析中，實(shí)證結(jié)果對(duì)實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)態(tài)勢(shì)具有重要的理論意義。
1、材料與研究方法
1.1數(shù)據(jù)來源
樣本截面選擇了除西藏自治區(qū)和港澳臺(tái)之外的30個(gè)省份(自治區(qū)和直轄市，以下簡(jiǎn)稱省區(qū))，時(shí)間跨度為2004 ~2012年。各地區(qū)污水排放量、SO2的排放量、污水治理費(fèi)用和廢氣治理費(fèi)用以及物價(jià)指數(shù)均來源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站。權(quán)重矩陣為Q型空間鄰接矩陣。
1.2研究方法
外部性又稱為溢出效應(yīng)、外部影響或外差效應(yīng)，指一個(gè)人或一群人的行動(dòng)和決策使另一個(gè)人或一群人受損或受益的情況。奧爾森從“集體行動(dòng)”的視角得出了外部性問題具有不可分割性的結(jié)論。博弈論和信息經(jīng)濟(jì)學(xué)從“囚徒困境”問題入手，研究了外部性問題，指出個(gè)人理想和集體理性是不一致的。環(huán)境作為公共品具有外部性，一個(gè)地區(qū)的污染(環(huán)境消費(fèi))和治理(環(huán)境供給)行為均會(huì)對(duì)其他地區(qū)產(chǎn)生影響。為檢驗(yàn)我國(guó)區(qū)域性環(huán)境治理過程中是否存在由溢出效應(yīng)引起的“囚徒困境”并測(cè)度溢出效應(yīng)影響的大小，文中建立了一個(gè)環(huán)境治理的空間面板模型。
2、結(jié)果與分析
在估計(jì)模型參數(shù)前，采用2003年為基期的物價(jià)指數(shù)對(duì)治理費(fèi)用變量進(jìn)行了平減，并對(duì)所有變量取對(duì)數(shù)，使得參數(shù)的經(jīng)濟(jì)意義更明顯。在Matlab平臺(tái)上估計(jì)了以上模型。
一個(gè)地區(qū)的周邊省份治理費(fèi)用每增加1%，該地區(qū)投入的污水治理費(fèi)用增加0. 22%，而周邊省份廢氣治理費(fèi)用每增加1%，該地區(qū)廢氣治理費(fèi)用增加0. 17%。鄰省污染治理變量前的參數(shù)為正說明環(huán)境治理投資存在正的溢出效應(yīng):一個(gè)地區(qū)在鄰省增加污染治理的費(fèi)用時(shí)也會(huì)增加治污投入。鄰省環(huán)境治理彈性小于1%，說明環(huán)境治理過程中，各相鄰省份之間不存在治污錦標(biāo)賽式的追趕行為，而是表現(xiàn)出了正外部性溢出時(shí)的搭便車行為。負(fù)的`溢出效應(yīng)和搭便車行為是導(dǎo)致區(qū)域性環(huán)境治理投資不足的原因。
環(huán)境污染的空間乘數(shù)矩陣表征了一個(gè)地區(qū)環(huán)境污染行為對(duì)其周邊地區(qū)的影響，以及周邊地區(qū)環(huán)境污染行為對(duì)該地區(qū)的反饋。該矩陣刻畫了環(huán)境污染的空間“網(wǎng)狀”關(guān)聯(lián)模式，據(jù)此繪制了環(huán)境污染的空間關(guān)聯(lián)模式平面圖。該圖表明環(huán)境污染的外溢具有明顯的區(qū)域和流域特征。按照環(huán)境污染的空間關(guān)聯(lián)可以將各省區(qū)劃分為華北和東北地區(qū)、華東和中部地區(qū)、華南地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)。空間外溢和反饋效應(yīng)使得一個(gè)省區(qū)的環(huán)境污染擴(kuò)散到距離更遠(yuǎn)的省區(qū)，但污染的外溢對(duì)區(qū)域或流域外的省區(qū)影響較小。
3、討論
環(huán)境治理投資是解決環(huán)境污染問題的基礎(chǔ)。現(xiàn)有文獻(xiàn)多在EKC框架下討論了污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系而對(duì)環(huán)境治理的空間依賴和污染溢出效應(yīng)等問題研究較少。長(zhǎng)期以來各地區(qū)環(huán)境治理的力度并不一致，且差異明顯，部分地區(qū)出現(xiàn)了環(huán)境治理投資不足的局面。本研究利用基于面板數(shù)據(jù)的空間杜賓模型分析了區(qū)域性環(huán)境污染與治理的關(guān)系，重點(diǎn)研究了環(huán)境污染與治理的空間效應(yīng)，從空間視角分析了省域環(huán)境污染與治理行為的依賴關(guān)系及空間聚類現(xiàn)象。若忽略變量之間的空間聯(lián)系，回歸殘差之間將表現(xiàn)出空間聚集的關(guān)系，這會(huì)違背回歸分析中認(rèn)為個(gè)體觀值的誤差項(xiàng)應(yīng)當(dāng)相互獨(dú)立的假設(shè)。忽略空間依賴關(guān)系及空間聚類現(xiàn)象會(huì)極大地影響我們?cè)谘芯恐薪⒂幸饬x的推論。空間計(jì)量分析有助于揭示外部性之間是如何聯(lián)系起來的。加入空間滯后的因變量之后會(huì)造成模型的內(nèi)生性問題，使用OLS很難得到一致漸進(jìn)的有效估計(jì)量，而使用基于ML的迭代方法則可以做到這一點(diǎn)。關(guān)于各種估計(jì)方法估計(jì)值優(yōu)劣性質(zhì)的比較參見Frames。和Hayes (2007) 。
在估計(jì)出合理參數(shù)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步探討各省域環(huán)境污染與治理之間的均衡效應(yīng)，這需要討論空間乘數(shù)的性質(zhì)。空間乘數(shù)表明一個(gè)省域i的污染物排放的變化如何擴(kuò)散到其他省域，并反過來通過其他省域J污染治理的空間滯后影響到省域i的污染治理，這帶來的污染治理上的變化又會(huì)影響到其他省域，并通過系統(tǒng)中的反饋直到產(chǎn)生某種均衡。這和著名的Leontief投入產(chǎn)出分析類似。最終我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)省域的環(huán)境污染行為與周邊或者說流域內(nèi)其他省域的污染行為互為相關(guān)性，但污染的外溢對(duì)流域外或距離較遠(yuǎn)的省區(qū)影響較小，這與地理學(xué)第一定律相吻合。文中在運(yùn)用空間計(jì)量方法時(shí)，采用了Q型地理鄰接矩陣，而空間計(jì)量中的空間并不局限于地理空間，空間依賴可以從地理距離擴(kuò)展到度量學(xué)的距離。采用諸如經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)、產(chǎn)業(yè)相似度等構(gòu)建廣義的空間鄰接矩陣也可作為替代地理鄰接的備選方案。另外，現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)高階鄰接情況的探討還較少。不同的鄰接矩陣可能蘊(yùn)含著不同的空間信息，如何構(gòu)造及選取鄰接矩陣尚處于探索階段。
4、結(jié)論
模型估計(jì)結(jié)果顯示當(dāng)一個(gè)省區(qū)增加排污量或者減少環(huán)境治理的投入時(shí)，周邊省區(qū)并不愿為其在生態(tài)環(huán)境上的消費(fèi)埋單，也會(huì)減少在環(huán)境治理上的投入，從而造成了環(huán)境治理費(fèi)用投入不足的問題。當(dāng)一個(gè)省區(qū)減少排污量或者增加環(huán)境治理的投入時(shí)，周邊省區(qū)在環(huán)境治理上的努力才會(huì)取得成效，進(jìn)而這些省區(qū)也會(huì)增加在環(huán)境治理上的投入。綜上所述，各省區(qū)單兵作戰(zhàn)的治污模式是無效的，只有各省區(qū)合作治污才能有效解決污染治理中投入不足的問題。 環(huán)境污染的外溢具有明顯的區(qū)域和流域特征，但即便是區(qū)域或流域內(nèi)合作治理污染，各省區(qū)也不會(huì)完全做到“誰(shuí)污染誰(shuí)治理”，即在治污費(fèi)用投入上存在搭鄰省治污便車的行為。
環(huán)境治理是一個(gè)系統(tǒng)工程，因此，一方面需要從區(qū)域或流域的層面進(jìn)行制度設(shè)計(jì)，探討建立區(qū)域或流域內(nèi)治污基金，統(tǒng)一協(xié)調(diào)區(qū)域或流域內(nèi)省區(qū)之間合作治理環(huán)境污染。另一方面需要設(shè)計(jì)合理的制度或通過技術(shù)手段避免合作治污過程中存在的”搭便車”行為。利用空間面板模型、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究排污主體之間的相互作用，進(jìn)一步準(zhǔn)確界定各排污主體在治污費(fèi)用上的分?jǐn)傤~度可以從技術(shù)上減少”搭便車”行為，為區(qū)域性環(huán)境治理和生態(tài)補(bǔ)償提供依據(jù)。
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